小型花椒粉碎机

⼩型花椒粉碎机
1 绪论
1.1本课题研究的⽬的及意义
花椒含有丰富的芳⾹油成分及微量营养成分，具有较⾼的⾷⽤价值。

花椒籽富含油脂，可作为提取⼯业油脂的原料，油中所含的特殊成分可作化⼯合成的原料。

另外，花椒特有的芳⾹⽓味对微⽣物、昆⾍具有很好的杀灭效果，可作为药材，⽤于疾病的治疗。

因此，今后我国花椒加⼯应注意借鉴⽇本和韩国的经验，依据我国不同地区的⽣活和饮⾷习惯，在搜集民间⾷⽤及医疗验⽅的基础上，应⽤现代科学技术及⽅法丰富花椒的花⾊品种，加强花椒在药物开发、化⼯、油料等⽅⾯的研
究，增加花椒的经济效益，推动花椒加⼯产业的发展[1]。

花椒⼜可作为⽇常餐饮加⼯中重要的芳⾹作料，粉碎后的花椒粉更有利于花椒的充分利⽤，深加⼯后可开发花椒粉、花椒油、精品花椒系列产品。

花椒⼜是医药、⾷品、美发等⾏业的重要原料，其主要成份是挥发性芳⾹油、⿇味素及各种醇类和脂肪酸，这些化学物质具有较⾼的实⽤价值，也是医药的重要原料。

据调查，全国花椒的种植⾯积正以30％的速度逐年递增，随着科学技术的不断发展，⼈们的⽣活质量逐渐提⾼，对花椒及其产品的需求将不断加⼤，这些将成为推进我国花椒产业快速发展的主动⼒。

我国花椒种植⾯积雄居世界第⼀，产量也是世界第⼀。

本课题的研究，⼀
⽅⾯将满⾜国内市场需求，另⼀⽅⾯对带动农业结构调整，发展花椒深加⼯产业化[2]。

在粉碎⼯业粉碎机的地位是不可或缺的，各种各样的粉碎机虽然⼯作原理不尽相同，但是所产⽣的意义都是相同的。

粉碎是利⽤机械的⽅法克服固体物料内的凝聚⼒⽽将其破碎的⼀种操作，属于尺⼨减⼩机械的范畴，对物料施加⼀定的外⼒，克服分⼦间的内聚⼒，就将物料分裂破碎的操作称为尺⼨减⼩，⽽物料的化学性质不会发⽣变化。

本设计从增加粉碎能⼒和筛分效率⼊⼿，进⾏了
各种⽅案的探讨，要设计⼀种具有⾼效、低耗、结构简单、操作⽅便、使⽤安全的⼩型粉碎机[3-4]。

1.2本课题的研究现状和分析
我国粉碎机是随着20世纪五六⼗年代养猪业的发展⽽发展起来的。

1972年在⼭东红旗⽖齿式粉碎机的基础上，实现了全国系列化。

国内常⽤的普通粉碎机主要有锤⽚式和齿⽖式两种，它们都是采⽤机械的⽅法对原料以冲击⽅式进⾏粉碎。

被粉碎的原料有⾕粒类、果蔬类、茎秆类、饼粕类和矿物类等，起适⽤范围⼴泛，通⽤性强，⽽且构造简单，⽣产效率⾼，易于控制产品的粒度，适⽤维修⽅便、可靠。

⽬前，国内⼩型粉碎机多为⽖式，产量低、粉碎粒度不易调整。

在农户中还有
使⽤柴油机带动的粉碎机（如9F-36 等型号），其噪⾳⼤，使⽤不⽅便[5]。

例如：正昌138系列冠军王粉碎机采⽤组合多腔粉碎室，粉碎效率较普通机型提⾼l0％⼀30％。

牧⽺SWFP66×100型锤⽚式微粉碎机采⽤可调节的轴端进风⼝。

有效改善了粉碎机的辅助吸风系统，提⾼了粉提⾼了粉碎效率。

国外典型的锤⽚式饲料粉碎机。

由于锤⽚式粉碎机的技术进步，饲料粉碎作业具有更⾼的效率、更低的电耗和成本。

例如：北美地区使⽤的锤⽚式粉碎机，直径达1.9m，筛⽚⾯积4.5m2，转速3600r／min，锤⽚线速度107m／s，功率
447kW，⼤多还配有供风系统⽤于⽓⼒输送。

美国Roskamp Champion(CPM)公司的HM系列⽔滴型卧式锤⽚粉碎机，筛孔采⽤交错开孔排列布置⽅式，采⽤不同筛孔直径(3．2～4.8mm)的筛⽚组合使⽤，效率提⾼10％～15％，可通过调节锤筛间隙来控制产品粒度。

荷兰Van Aarsen公司的2D系列锤⽚式粉碎机两侧装有遥控电动换筛装置，在运⾏中即可更换筛板，配有⾃动电磁清洁系统，适应性得到提⾼。

意⼤利GBS公司的MSV l20／25型⽴式粉碎机，机体内部涂覆耐磨材料显著降低了粉碎机噪声。

瑞⼠Buhler公司的DFZK⼀2型系列双⽴轴锤⽚式粉碎机，⾃动控制系统中配备有重颗粒剔除、实时监测堵料等功能，先进合理的结构设计和动⼒配备使得该机的单位产量电耗相对早先机型
有所降低[6]。

1.2.1.现有粉碎机类型及其特点[7]
（1）冲击式粉碎机
⽬前带有内分级结构的冲击式粉碎机也很普遍，要注意分级系统与粉碎机的粉碎腔的有机结合，特别是在分级系统的叶⽚设计与调整上⽓流的流动⽅⾯。

⽣产实践中，有些企业往往注重粉碎机部分⽽忽略了分极系统，结果设备使⽤不理想。

（2）振动粉碎机
有⽔平型⽓流磨、垂直环形⽓流磨、对冲式⽓流磨、流化床式⽓流磨、靶式⽓流磨、旋转式⽓流粉碎机等。

其粉碎机理也是靠冲击，不过是靠⾼速⽓流推带物料，使物料与物料、⽓流、固定机件(冲突板)的冲击⽽粉碎的⼲式、连续作业。

可适⽤于矿靶式和旋转式还可以⽤作塑料及纤维分布区域很窄。

⼜因为⽓体在喷嘴处所以粉碎温度很低，可⽤于低温点和粉碎机的设各投资⼤、能耗⼤、运转成本⾼，所以其应⽤受到了很⼤限制。

⼀般只在⾼值⾼档产品才使⽤。

此外。

尚有称喷射粉碎法的，是⽓流粉碎的别称。

原理是利⽤流体能量进⾏喷射⽽使物料粉碎。

有超声波冲击粉碎、喷射冲击、喷⽓粉碎等。

其本质都是在循环⽓流中运动的粒⼦能中⼼部位被加速，引起相互冲突⽽式粉碎机⼀类使⽤于硬质性物料粉碎。

（3）胶体磨
胶体磨是⼀种⾼速旋转、靠冲击、剪切和摩擦⽽粉碎的湿式、连续作业国有多种产品。

缺点是对固液浓度⽐有⼀定要求，且要求破碎⽐鞍⼤时，需多次磨才能达到要求。

（4）锤⽚式粉碎机
锤⽚式粉碎机是利⽤⾼速旋转的锤⽚对进⼊粉碎室的物料反复锤击，加上转⼦的旋转离⼼⼒作⽤，使物料与粉碎室内的筛⽚相互撞击摩擦，利⽤筛⽚控制加⼯产品粒度，粉碎成细⼩粉末。

粉碎机采⽤双圆盘转⼦，中间设置架板，既作转予⾻架⽀撑两⽚圆盘，⼜起到风机叶⽚的作⽤，在转⼦⾼速旋转时造成负压，实现了轴向⾼负压进料和⾼压差排料的理想设计。

其特点是机构简单，粉碎室⽐较窄，具有温度低、噪⾳⼩、效率⾼等特点。

适宜制药、⾷品、化⼯、科研、冶⾦等⼯业部门将含淀粉的物料或矿⽯等⼲燥的物料。

粒度⼤⼩通过更换不同孔径的⽹筛获得（5）齿⽖式粉碎机
齿⽖式粉碎机对物料的粉碎以打击为主，兼有挤压、锯切碎等。

其主要有进料⼝、动齿盘转⼦、定齿盘、包⾓为360o的环筛和排料⼝等组成。

⼯作时，物料从喂料⽃轴向喂⼊，落⼊粉碎室的物料在定齿的⽀撑作⽤下，受到定、动齿盘和筛⽚的冲击、碰撞与搓擦作⽤，粉碎后的颗粒通过筛⽚进⼊出粉管经出料⼝排出。

定齿盘上有两圈齿，齿的断⾯呈扁矩形，动齿盘上安装有三圈齿，其横截断⾯呈圆、扁矩形。

其缺点是噪声和粉尘较⼤。

1.2.2现有的粉碎⽅法
（1）压碎，物料在两平⾯间受到缓慢增长的压⼒作⽤⽽粉碎。

对⼤块物料，第⼀步多采⽤此法处理。

（2）劈碎，物料受楔状⼑具的作⽤⽽被分裂。

多⽤于脆性材料的破碎。

（3）剪碎，物料在两个破碎⼯作⾯间，如同承受载荷的两⽀点（或多⽀点）梁，除了外⼒作⽤点受劈⼒外，还发⽣弯曲折断。

多⽤于硬脆性⼤块物料的破碎。

（4）击碎，外⼒在瞬间受到外来的冲击⼒⽽被击碎。

（5) 磨碎，物料在两个⼯作⾯或各种形状的研磨⾯之间受到摩擦、剪切作⽤⽽被削成为细粒。

1.3本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路
本设计设计⼀种⼩型粉碎机，采⽤锤⽚式、⽔滴型筛⽚结构，顶端径向进料，具有操作⽅便、质量轻、⽣产率⾼的特点，解决了粉碎机的过载问题，使电机⼯作稳定，本设计重点研究采⽤动⼒源为电动机，带动粉碎机，将花椒粉碎，花椒在粉碎室内受锤⽚与物料问相互撞击，粉碎成细⼩粉末实现对花椒的中等粉碎，要求成品粒度0.1-2mm。

（1）根据花椒粉碎机的⽣产率选择合适的配套功率。

（2）确定传动⽅式。

（3）根据配套功率设计粉碎室宽度B、锤⽚数Z、转⼦直径D等。

（4）画出零件图和装配图。

（5）对轴和键进⾏校核计算。

（6）制定粉碎机的注意事项、⽇常维护和检修⽅案。

2 锤⽚式粉碎机结构说明
2.1锤⽚式粉碎机的结构设计⽰意图
经过探讨，确定⼩型花椒粉碎机的总体结构，包括转⼦、锤⽚、主轴、喂料⼝、闸板、筛⼦、粉碎室、机架等。

整个机体左右对称，转⼦可以正反转⼯作。

当锤⽚⼀侧磨损后，可改变转⼦旋转⽅向，不需停车来调换锤⽚。

5839
2
7
1
1.喂料⽃
2.闸板
3.粉碎室
4.转⼦
5.轴
6.锤⽚
7.筛⽚
8.出料⼝
9.机架
图2-1 锤⽚式粉碎机结构图
2.2锤⽚式粉碎机的⼯作原理
⼯作时,电动机通过⽪带传动带动粉碎机的轴⾼速回转，物料从喂料⽃进⼊粉碎室后,受到⾼速回转锤⽚的打击⽽破裂,并以较⾼的速度飞向筛⽚,与筛⽚撞击和摩擦后进⼀步破碎,通过如此反复打击, 物料被粉碎成⼩碎粒。

利⽤筛⽚孔的直径控制加⼯产品粒度，最后粉碎成细0.1—2mm 的⼩粉末，粉碎后的颗粒通过筛⽚进⼊出粉管经出料⼝排出。

锤⽚粉碎机的⼯作过程主要由两⽅⾯构成:⼀是物料受锤⽚的冲击作⽤；⼆是锤⽚和物料、筛⽚和物料相互间的摩擦作⽤。

3 传动⽅案设计
综合考虑效率、质量、运动性能、⽣产条件。

选择⽤普通V 带传动。

带传动具有良好的挠性，
可缓和冲击，吸收振动，结构简单，成本低廉等优点[9]。

3.1电动机选择
(1)配⽤的电动机的功率P(KW)的⼤⼩，要根据粉碎机粉碎花椒的⽣产能⼒Q (t/h )来决定，不宜过⼤或过⼩。

⼀般应按下式计算：P=(6.4～10.5)Q 。

如要求粉碎得较细，系数的值可取⼤⼀点，，如要求粉碎得较粗，系数的值可取⼩⼀点。

，按照经验取Q=100kg/h ，则电动机的功率P=10.5×100×103
=1.05kw ，查机械⼿册
[10]
综合考虑选⽤Y 型三相异步电动机Y 90s -2。

表3-1 电动机主要性能
型号额定功率
kw
满载转速
min r
额定电流
A 效率 % 功率因数
额定转矩
最⼤转矩电动机质量
Y 90s -2
1.5
2840
3.44
78
0.78 2.3
22
表3-2 电动机主要外形尺⼨
电动机主要外形安装尺⼨如图3-1
3.2带传动的设计计算
（1）确定计算功率
P ca =k A P=1.0×1.05×1.05=1.10KW （3-1）其中k A 为⼯作系数，P 为传动的额定功率。

（2）选择V 带的带型根据P ca 、n 1 由机械设计第⼋版图8—11选⽤Y 型带。

（3）确定带轮的基准直径d d 并验算带速V
①初选主动轮的基准直径1d d 。

由机械设计第⼋版表8—6和表8—8，取⼤带轮的基准直径
1d d =40mm ≥min )(d d =20mm 。

（3-2）
②验算带速V
1000603.1411?=n d V d =95.51000
602840
4014.3=m/s （3-3）
因为5m/s<v<30m s="" ,="" 故带速合适。

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